So sánh implant dưới màng xương bằng titan cá thể hóa hai mảnh và một mảnh ở bệnh nhân mất răng toàn bộ với xương hàm dưới teo nặng: Phân tích phần tử hữu hạn

Mariam Ahmed Roshdy, Maha Wagdy El Kerdawy, Adel Hamdy Abo El Fetouh, Mahmoud Mokhtar El Far

Full text link: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40779986/

So sánh implant dưới màng xương bằng titan cá thể hóa hai mảnh và một mảnh ở bệnh nhân mất răng toàn bộ với xương hàm dưới teo nặng: Phân tích phần tử hữu hạn

1. Thông tin tài liệu khoa học

• Tiêu đề nghiên cứu: Two-piece versus single-piece patient-specific titanium subperiosteal implants in atrophied edentulous mandibles: A finite element analysis
• Tác giả: Mariam Ahmed Roshdy, Maha Wagdy El Kerdawy, Adel Hamdy Abo El Fetouh, Mahmoud Mokhtar El Far
• Tạp chí khoa học: Computers in Biology and Medicine
• Năm xuất bản: 2025
• DOI: 10.1016/j.compbiomed.2025.110897
• PMID: 40779986

2. Bối cảnh khoa học

Điều trị phục hồi bằng implant cho bệnh nhân mất răng toàn bộ kèm theo tình trạng tiêu xương hàm dưới nghiêm trọng vẫn là một trong những thách thức lớn của cấy ghép nha khoa hiện đại. Đối với một số bệnh nhân, ghép xương diện rộng hoặc các phẫu thuật tái tạo xâm lấn không phải là lựa chọn phù hợp, do đó cần đến các phương pháp điều trị thay thế ít xâm lấn hơn. Trong bối cảnh này, implant dưới màng xương bằng titan được thiết kế theo từng bệnh nhân đang nhận được sự quan tâm trở lại nhờ sự phát triển của hình ảnh học ba chiều, lập kế hoạch kỹ thuật số và công nghệ CAD/CAM.

Trước đây, các implant dưới màng xương thường được chế tạo dưới dạng một khối duy nhất. Gần đây, thiết kế gồm hai mảnh đã được giới thiệu nhằm hỗ trợ quá trình phẫu thuật và lắp đặt. Tuy nhiên, các bằng chứng so sánh trực tiếp về đặc tính cơ sinh học của hai thiết kế này còn rất hạn chế. Nghiên cứu hiện tại được thực hiện nhằm đánh giá sự khác biệt về phân bố ứng suất giữa hai cấu trúc thông qua phân tích phần tử hữu hạn ba chiều.

3. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu của nghiên cứu là so sánh đặc tính cơ sinh học của hai thiết kế implant dưới màng xương bằng titan được cá thể hóa: thiết kế một mảnh truyền thống và thiết kế hai mảnh. Thông qua phân tích phần tử hữu hạn ba chiều, các tác giả đánh giá sự khác biệt về phân bố ứng suất tại xương quanh implant, khung implant, vít cố định và phục hình bên trên trong điều kiện chịu tải mô phỏng.

4. Phương pháp nghiên cứu

Đây là một nghiên cứu tiền lâm sàng sử dụng phân tích phần tử hữu hạn ba chiều (3D Finite Element Analysis – 3D FEA).

Mô hình kỹ thuật số được xây dựng từ dữ liệu chụp cắt lớp vi tính đa lát cắt của một bệnh nhân mất răng toàn bộ ở hàm dưới. Hai khung implant dưới màng xương bằng titan được mô phỏng gồm một implant một mảnh ở một bên hàm dưới và một implant hai mảnh ở phía đối diện. Cả hai đều nâng đỡ phục hình cố định gắn xi măng với cung răng rút gọn trên bốn trụ và đối kháng với hàm giả toàn phần hàm trên tựa trên mô mềm.

Hai mô phỏng được thực hiện bằng cách áp dụng lực chéo một bên có cường độ 50 N với góc 30° tại vùng răng cối nhỏ thứ hai hàm dưới. Các tiêu chí đánh giá bao gồm ứng suất tại xương quanh implant, ứng suất Von Mises của khung implant, vít cố định, phục hình và mức biến dạng tổng thể của vít cố định.

5. Kết quả chính

Kết quả mô phỏng cho thấy giá trị ứng suất tại xương quanh implant nhìn chung tương đương giữa hai thiết kế implant dưới màng xương. Tương tự, ứng suất xuất hiện trên vít cố định cũng như mức biến dạng tổng thể của các vít gần như không có khác biệt đáng kể giữa hai cấu trúc, cho thấy khả năng phân bố lực tương đối giống nhau ở các thành phần này.

Điểm khác biệt rõ rệt nhất được ghi nhận tại chính khung implant. Trong mô hình sử dụng implant hai mảnh, ứng suất Von Mises đạt 150,09 MPa, trong khi implant một mảnh chỉ ghi nhận 60,74 MPa dưới cùng điều kiện chịu tải. Như vậy, ứng suất nội tại của khung implant hai mảnh cao hơn hơn hai lần so với thiết kế một mảnh.

Theo các tác giả, đây là khác biệt cơ sinh học nổi bật nhất giữa hai kiểu thiết kế được đánh giá trong nghiên cứu.

6. Phân tích lâm sàng

Nghiên cứu này cung cấp những dữ liệu cơ sinh học có giá trị về implant dưới màng xương được thiết kế riêng cho bệnh nhân mắc tình trạng tiêu xương hàm dưới nghiêm trọng. Kết quả cho thấy việc chia khung implant thành hai phần không làm thay đổi đáng kể sự truyền tải lực đến xương quanh implant hoặc các vít cố định. Xét trên các tiêu chí này, cả hai thiết kế đều thể hiện đặc tính cơ học tương đối tương đồng.

Tuy nhiên, sự gia tăng đáng kể ứng suất bên trong khung implant hai mảnh là một phát hiện đáng chú ý. Từ góc độ kỹ thuật, ứng suất nội tại cao hơn có thể phản ánh khả năng chịu tải kém thuận lợi hơn của cấu trúc trong điều kiện mô phỏng. Dù vậy, nghiên cứu này không cho phép kết luận rằng thiết kế hai mảnh sẽ dẫn đến tỷ lệ biến chứng cơ học cao hơn hoặc làm giảm tuổi thọ của implant trên lâm sàng.

Do đây là nghiên cứu dựa trên mô phỏng bằng phương pháp phần tử hữu hạn, kết quả không phản ánh đầy đủ các yếu tố sinh học trong khoang miệng như quá trình tích hợp xương, đáp ứng của mô mềm, tỷ lệ tồn tại của implant hay các biến chứng sinh học và phục hình. Vì vậy, các phát hiện nên được xem như bằng chứng cơ sinh học ban đầu và cần được xác nhận bằng các nghiên cứu lâm sàng trong tương lai.

7. Ứng dụng lâm sàng

Các kết quả của nghiên cứu có thể hữu ích trong lập kế hoạch điều trị cho bệnh nhân mất răng toàn bộ kèm theo tình trạng tiêu xương hàm dưới nặng, đặc biệt khi ghép xương diện rộng hoặc các phẫu thuật tái tạo xâm lấn không phù hợp.

Nghiên cứu cũng cung cấp dữ liệu tham khảo cho các chuyên gia trong lĩnh vực lập kế hoạch điều trị kỹ thuật số, thiết kế CAD/CAM và phát triển implant dưới màng xương cá thể hóa. Tuy nhiên, do đây chỉ là một nghiên cứu mô phỏng cơ sinh học, các kết quả không nên được xem là khuyến nghị điều trị lâm sàng cho đến khi được xác nhận bởi các nghiên cứu trên bệnh nhân.

8. Mức độ bằng chứng, hạn chế và tính minh bạch

Đây là nghiên cứu tiền lâm sàng sử dụng phân tích phần tử hữu hạn ba chiều, vì vậy mức độ bằng chứng thấp hơn so với các thử nghiệm lâm sàng tiến cứu hoặc tổng quan hệ thống.

Phương pháp nghiên cứu cho phép đánh giá hành vi cơ học trong điều kiện chuẩn hóa nhưng không cung cấp thông tin về quá trình lành thương sinh học, tỷ lệ tồn tại của implant, các biến chứng phục hình hoặc kết quả điều trị dài hạn.

Những hạn chế chính xuất phát từ bản chất của mô hình mô phỏng số và việc thiếu dữ liệu xác nhận trên lâm sàng.

Các thông tin được cung cấp không đề cập đến xung đột lợi ích hoặc nguồn tài trợ của nghiên cứu.

9. Những điểm chính của nghiên cứu

• Loại nghiên cứu: Nghiên cứu tiền lâm sàng sử dụng phân tích phần tử hữu hạn ba chiều (3D FEA)
• Mức độ bằng chứng: Nghiên cứu mô phỏng tiền lâm sàng
• Đối tượng nghiên cứu: Mô hình kỹ thuật số được xây dựng từ phim CT của một bệnh nhân mất răng toàn bộ hàm dưới
• Số lượng bệnh nhân hoặc implant: Không được nêu trong dữ liệu cung cấp
• Thời gian theo dõi: Không áp dụng
• Tiêu chí đánh giá chính: So sánh cơ sinh học giữa implant dưới màng xương cá thể hóa một mảnh và hai mảnh
• Kết quả chính: Ứng suất tại xương quanh implant và vít cố định tương đương, trong khi khung implant hai mảnh có ứng suất Von Mises cao hơn đáng kể (150,09 MPa so với 60,74 MPa)
• Kết luận khoa học: Thiết kế một mảnh cho thấy đặc tính cơ sinh học thuận lợi hơn ở khung implant, trong khi các thông số còn lại tương đối tương đồng.
• Hạn chế: Nghiên cứu mô phỏng trên máy tính, không có xác nhận lâm sàng hoặc dữ liệu theo dõi dài hạn.

10. Ý nghĩa khoa học

Nghiên cứu này cung cấp những bằng chứng cơ sinh học mới cho một chủ đề còn ít được đề cập trong y văn nha khoa. Theo các tác giả, đây là nghiên cứu đầu tiên so sánh trực tiếp implant dưới màng xương cá thể hóa một mảnh và hai mảnh bằng phương pháp phân tích phần tử hữu hạn.

Thay vì đưa ra khuyến nghị điều trị mới, nghiên cứu giúp hiểu rõ hơn về ảnh hưởng của thiết kế khung implant đối với sự phân bố ứng suất cơ học. Kết quả cho thấy mặc dù hai thiết kế có đặc tính tương tự về tải trọng tác động lên xương quanh implant và vít cố định, cấu trúc một mảnh lại có ưu thế về mặt cơ học tại chính khung implant. Những dữ liệu này có thể hỗ trợ quá trình tối ưu hóa thiết kế implant cá thể hóa trong tương lai và là nền tảng cho các nghiên cứu thực nghiệm cũng như nghiên cứu lâm sàng tiếp theo.

11. Kết luận biên tập

Phân tích phần tử hữu hạn trong nghiên cứu này cho thấy implant dưới màng xương bằng titan được cá thể hóa theo thiết kế một mảnh và hai mảnh có đặc tính cơ sinh học tương tự đối với xương quanh implant và vít cố định trong điều kiện mô phỏng. Khác biệt quan trọng nhất nằm ở khung implant, trong đó thiết kế một mảnh tạo ra ứng suất nội tại thấp hơn. Mặc dù kết quả góp phần cung cấp cơ sở khoa học cho việc tối ưu hóa thiết kế implant cá thể hóa, ý nghĩa lâm sàng của các phát hiện này vẫn cần được xác nhận bằng các nghiên cứu lâm sàng được thiết kế chặt chẽ.